我研究团队开发出太阳能提锂新技术

发布时间:2024-12-23 12:34:53 来源: sp20241223

科技日报讯 (记者金凤)记者近日从南京大学获悉,该校教授朱嘉、中国科学院院士陈骏等学者开发了一种界面光热盐湖提锂装置,该装置能高效利用太阳能,以高选择性、低能耗、低碳排放的方式从盐湖水中提取锂。相关论文近日发表于国际期刊《科学》。

作为全球能源转型中的战略性关键金属,锂广泛应用于电动汽车电池和可再生能源储能系统。盐湖型锂矿是全球锂资源的重要来源,但由于复杂盐湖化学条件和极高环境保护要求,难以大规模开采利用,这成为我国锂矿开采的难题。

论文共同第一作者、南京大学特任副研究员宋琰介绍,青藏高原拥有极其丰富的盐湖资源,蕴藏着巨大锂储量,发展绿色、环保、可持续的盐湖提锂新技术,具有重要经济价值和战略意义。

经过多年摸索后,团队注意到自然界中盐生植物高效提取特定物质的能力。在盐碱环境下,盐土植物能通过蒸腾作用,选择性地吸收盐分和水分。宋琰说,这种“选择性吸收—储存—释放”机制,使盐生植物能在极端盐碱环境中维持正常的新陈代谢和生长。这为开发高效、可持续的盐湖锂资源提取技术提供了重要仿生学启示。

受此启发,研究团队开发了界面光热盐湖提锂装置。“装置直接漂浮在水面上,可以把它理解为一棵树。”宋琰介绍,最上层的蒸发器由氧化铝材料制成,相当于“树叶”;位于“树叶”下方的是储存层,采用亲水性好、硬度高且孔隙率高的氧化硅材料制成,能为装置提供支撑并储存丰富锂盐;与水面直接接触的纳滤膜相当于“树根”,其孔径细微,能允许锂离子穿透进入储存层,同时阻止一些大离子进入装置内,从而实现锂的富集。

据介绍,这种装置通过吸收太阳光产生热能,再利用热能驱动蒸腾作用,在装置内产生压强。当盐湖水流经纳滤膜时,这一压力促使水分子和锂离子穿透膜层,而将其他物质有效分离,从而实现对锂的高效提取。

宋琰说,研究团队还基于该装置搭建了界面光热盐湖提锂平台,测试了在盐湖卤水中的提锂效果。结果显示,该平台能高效地从稀释的盐湖卤水中提取锂,并在运行528小时后仍保持稳定性能。

据介绍,这项关键技术的研发,有望推动我国高原盐湖锂产业绿色高质量发展,保障战略性关键金属锂的安全供给。

(责编:王震、陈键)